Ekorakentaminen

Question: Mihin Earthship rakennukset käyttävät lämpöä?



Ekorakentaminen tai ekologinen rakentaminen tarkoittaa rakentamista niin, että ympäristöä rasitetaan mahdollisimman vähän. Rakennuksen ympäristörasitetta arvioitaessa tulee huomioida koko rakennuksen elinkaari rakennusmateriaalien valmistuksesta ja itse rakentamisesta rakennuksen käyttöön ja viime kädessä myös purkamiseen.
Viime vuosikymmeniin asti ekologista rakentamista on harjoitettu lähinnä erilaisissa koekohteissa, mutta ekologisuutta huomioidaan rakentamisessa yhä enemmän. Suurimmassa osassa rakennustuotantoa huomioidaan kuitenkin ainoastaan pakollisten määräysten asettamat ekologiset vaatimukset.
Yleistä
Ekotalossa on tyypillisesti normaaliin rakennustapaan verrattuna parempi lämmöneristys, energiataloudelliset ja ekologiset lämmitysratkaisut ja alhaisempi sähkön- ja vedenkulutus. Rakennusmateriaalit on tavallisesti valmistettu uusiutuvista luonnonmateriaaleista ja mielellään kierrätetystä materiaalista, ja myös rakennusmateriaalien valmistuksesta aiheutuva ympäristörasite tulisi huomioida. Ekotalon jätteenkäsittelyn tulee olla tehokasta, ja asukkaan tulisi pyrkiä jo valinnoissaan minimoimaan jätteen syntyminen. Lisäksi rakennuksen suuntauksella on suuri vaikutus energiankulutukseen: rakennuspaikan tulisi saada runsaasti aurinkoa ja olla tuulilta suojassa.
Rakennuksen koko elinkaaren ympäristörasitteen kannalta olennainen tekijä on rakennuksen käyttöikä. Pitkä käyttöikä vähentää suhteellista ympäristörasitetta. Talot tulisi suunnitella kestämään pitkiä aikoja, esimerkiksi sata vuotta. Ekologisessa mielessä huonoja esimerkkejä rakentamisesta ovat 1960- ja 1970-lukujen elementtitalot, joiden käyttöiäksi rakennettaessa laskettiin vain 30 vuotta. Lyhyen käyttöiän vuoksi rakennuksen ympäristörasite nousee kohtuuttomaksi, eikä lyhyt takaisinmaksuaika mahdollista riittäviä investointeja ympäristöystävällisyyteen.
Ympäristörasitetta arvioitaessa oleellista on rakentamisen ja käytön aikana ympäristölle tulevien rasitusten minimoiminen: rakennettaessa ympäristöä tulisi muokata mahdollisimman vähän. Rakennuspaikan tulisi selvitä ilman pysyviä vaurioita yli rakennuksen käyttöiän.
Myös liikenteelliset näkökulmat olisi huomioitava: esimerkiksi syrjäinen sijainti aiheuttaa rakennusta käytettäessä runsaasti liikennettä, mikä lisää välillisesti rakennuksen ympäristölle aiheuttamaa kokonaisrasitusta.
Rakennusmateriaalit ja rakennuksen osat
Ekologisesti rakennetussa talossa tulisi käyttää mahdollisimman vähän ympäristöä rasittavia rakennusmateriaaleja. Tyypillisesti nämä ovat nopeasti uusiutuvia luonnonmateriaaleja kuten puu tai olki. Materiaalivalinnassa olisi huomioitava koko elinkaaren ympäristörasite: valmistus, logistiikka, asentaminen, purku ja jätteen käsittely. Eri materiaalien ominaisuudet poikkeavat suuresti toisistaan kun koko elinkaari huomioidaan:
Puu on ympäristöystävällistä tuottaa, Suomessa logistisesti ja asennusmielessä edullista, helppo purkaa ja ympäristöystävällistä hävittää – mikäli puu pystytään polttamaan riittävän puhtaasti esimerkiksi lämpölaitoksessa tai haja-asutusalueella riittävän hyvässä tulisijassa. Puun käyttöikä on täysin suhteessa muihinkin rakennusmateriaaleihin, kunhan rakenteet suunnitellaan huolella sekä rakenteellisesta suojauksesta ja huollosta ei tingitä.
Tiili on ympäristöystävällistä raaka-ainetta, (savea), mutta sen valmistaminen vaatii suhteellisen paljon energiaa polton aikana. Raskaana materiaalina tiili aiheuttaa runsaasti liikennepäästöjä, etenkin kun tuotantolaitoksia on harvassa. Tiili on kuitenkin käyttöiältään erittäin pitkäikäistä, ja se voidaan suhteellisen helposti uudelleenkäyttää. Mikäli pitkä käyttöikä päästään hyödyntämään, se kompensoi valmistuksen ja kuljetuksen ympäristörasitteet.
Teräs vaatii valmistuksessa runsaasti energiaa ja pitkälle vietyä infrastruktuuria, joka aiheuttaa ympäristörasitetta. Teräksellä pystytään kuitenkin toteuttamaan materiaalimäärältään keveitä rakenteita. Teräksen jälleenkäyttö on toteutettu poikkeuksellisen kattavasti, ja purkuteräksestä lähes kaikki materiaali kierrätetään uudelleen tuotantoon.
Alumiini vaatii valmistuksessa erittäin runsaasti energiaa ja pitkälle vietyä infrastruktuuria, joka aiheuttaa raskasta paikallista ja globaalia ympäristörasitetta. Logistisessa mielessä alumiini on ympäristöä kuluttava: se aiheuttaa paljon kuljetuksia, ja valmistuksen lisäksi myös sen jatkotyöstö kuluttaa runsaasti energiaa ja muita resursseja. Kierrätysalumiinin uudelleen jalostaminen vie murto-osan energiaa suhteessa uustuotantoon.
Muovi on ekologisesti hankala materiaali. Öljypohjaisena tuotteena muovin valmistus aiheuttaa varsin suuren ympäristörasitteen. Erilaisia muoveja käytetään rakentamisessa runsaasti, mutta eri laatujen jätteiden erottelu ja kierrätys toimii hyvin suppeasti. Joitakin muovilaatuja ei voida toistaiseksi uudelleenkäyttää millään tavalla, ja erityisesti muovien raaka-aineisiin kuuluvat liuottimet aiheuttavat vakavan riskin ympäristöön joutuessaan.
Lämmöneristeet
Seinien, ylä- ja alapohjan erityksissä on otettava huomioon eristepaksuudet, materiaalit ja mahdollinen rakenteen hengittävyys. Eristevahvuuksissa olisi pyrittävä ympäristörasituksen ja rahoituksen kannalta kokonaisedullisimpaan ratkaisuun.
Ympäristöystävällisinä lämmöneristeinä pidetään yleisesti luonnonmateriaaleista valmistettuja eristeitä, kuten puukuitu- ja pellavaeristeitä. Myös kevyt- ja olkisavesta valmistetaan massaeristeitä.
Routaeristeet
Routaeristeenä yleisesti käytettyjen Polyuretaani- ja polystyreenilevyjen valmistus kuluttaa runsaasti energiaa, ja tuotannossa syntyy ympäristölle haitallisia päästöjä. Lisäksi niitä voidaan vain rajoitetusti hyötykäyttää. Ympäristöystävällisin perustustapa usein lienee routimattomaan maahan asti perustaminen, silloinkin eristystä joudutaan käyttämään esimerkiksi sadevesiputkien päällä jos ne sijoitetaan maan alle. Tarvittaessa routaeristykseen voidaan käyttää esimerkiksi kevytsoraa tai teräsvalimoista saatavaa masuunikuonaa. Routaeristys on aina ratkaistava tapauskohtaisesti, sillä ympäristövaikutuksiltaan edullisin ratkaisu vaihtelee olosuhteiden mukaan.
Ikkunat ja ovet
Vaipan lävistävissä rakennusosissa tulisi noudattaa periaatetta, jonka mukaan rakennusta avataan etelän ja lännen suuntaan, ja suljetaan pohjoiseen, tai pohjois-koilliseen. Tällöin rakennus toimii passiivisena energiasäilönä: energia saadaan auringon lämmöstä säteilynä, ja pohjoisen kylmä vaikutus pyritään minimoimaan. Rakennuspaikalla olisi huomioitava myös paikalliset olosuhteet: tuulen pääsuunta, puuston vaikutus ja tontin vietto. Rakennus suljetaan tuuliin päin, ja avataan tuulettomaan, auringon valaisemaan ilmansuuntaan.
Markkinoilla on runsaasti erilaisia ikkunoita: kaksin- tai kolminkertaiset tavalliset ikkunalasit, umpiolasit, selektiivilasit, ja superikkunat eli kalvolliset umpio-/selektiivilasit.
Tavanomainen kolminkertainen laakalasi-ikkuna on rakennettu kolmeen erilliseen karmiin asennetuista laseista. Tällaisia ikkunoita ei juurikaan ole enää markkinoilla.
Umpiolaseissa elementin kahden tai kolmen lasilevyn välit täytetään argon- tai kryptonkaasulla. Tällaisten ikkunoiden lämmöneristävyys on 2–4 kertaa parempi kuin kaksinkertaisella lasituksella valmistettujen ikkunoiden.
Selektiivilasissa on pinnassa ohut kalvo jonka ansiosta lasi heijastaa lämpösäteilyä takaisin sisätilaan. Selektiivikäsittelyyn valitaan umpiolasin ulkolasin sisäpinta. Selektiivilasi ei kelpaa kierrätykseen.
Superikkunoissa on kaasutäytteisten umpiolasielementtien välissä lisänä lämpöenergian ulossäteilyä leikkaava kalvo. Lisäksi karmien eristävyyteen on kiinnitetty erityistä huomiota.
Tyypillisin Suomessa asennettava ikkunatyyppi on jo 1990-luvulta ollut MSE-ikkuna, jossa on sisäkarmissa kaksinkertainen umpiolasielementti, ja ulkokarmissa yksinkertainen lasitus. Umpiolasielementti on usein käsitelty selektiiviseksi.
Ikkunoita ostaessa kannattaa ottaa huomioon myös karmien materiaalit. Vaihtoehtoina ovat puukarmi, alumiinipintainen puukarmi, puu-/alumiinikarmi, teräskarmi ja PVC-muovikarmi.
Talon ulko-ovien olisi hyvä olla hyvin lämpöä eristävät. Lisäksi ulko-oven yhteydessä voi olla tuulikaappi, jonka tarkoitus on estää ilman virtaus suoraan ulko-ovesta sisälle.
Lämmöntuotto
Ekotalossa suurimmat energian säästöt syntyvät vaipan paremman lämmöneristyksen aikaan saamasta lämmitysenergian säästöistä, ja vettä säästävien LVI-laitteiden aiheuttamasta lämpimän käyttöveden tarpeen vähenemisestä.
Kaukolämpö, sähkö, öljy ja puu
Kaukolämpöenergia voi olla tuotantotavasta riippuen joko ympäristöä rasittavaa (esimerkiksi kivihiilivoimala) tai varsin ympäristöystävällistä (lämpöä ja sähköä tuottavat CHP-voimalat). Myös sähkölämmitys voi olla tuotantotavasta riippuen joko ympäristöä rasittavaa (esimerkiksi kivihiilivoimala) tai varsin ympäristöystävällistä (tuulivoimalat, vuorovesivoimalat, lämpöä ja sähköä tuottavat CHP-voimalat). Öljylämmitys on tuotannoltaan ja palokaasuiltaan ympäristöä runsaasti rasittava ratkaisu, kun taas puupohjaisten materiaalien poltto pientalokohteissa saattaa aiheuttaa runsaasti hiukkas- ja kaasupäästöjä.
Puulämmitys on Suomessa yleensä paikallista, ja uusiutuvaa. Puun polttamisesta vapautuu teoriassa saman verran hiilidioksidipäästöjä, kuin mitä se metsässä lahotessaan vapauttaisi, tai sama määrä mitä puu kasvaessa sitoisi ilmasta. Pellettilämmityksen ympäristöystävällisyys määräytyy ensisijaisesti siitä, kuinka pitkän kuljetusmatkan pelletit vaativat.
Lämpöpumput
Maalämpöpumpuissa käytetään hyödyksi maaperään, vesistöihin ja kallioon varastoitunutta auringon lämpöä. Maalämpö on 2/3 osaltaan saasteetonta, ehtymätöntä ja paikallista. Toimiakseen maalämpö vaati sähköä noin kolmasosan tuotettavan lämpöenergian lisäksi. Laskettaessa järjestelmän kokonaisrasitetta ympäristölle maalämpölämmön ympäristörasite on varsin vähäinen, joskin sähköntuotantotavasta riippuvainen. Lämpöpumppujen elinkaari ei ole kovin pitkä, joten laitteen uusimisesta seuraava ympäristörasite on suurehko.
Ilmalämpöpumpun toimintaperiaate on sama kuin maalämpöpumpussa. Ulkolämpötilan ollessa nollissa laite tuottaa lämpöä kolme kertaa enemmän kuin mitä siihen syötetään. Ilmalämpöpumppu voi toimia samalla ilmastointilaitteena, ilman puhdistajana ja kesähelteellä ilman jäähdyttimenä. Sopivissa olosuhdevaatimuksissa ilmalämpöpumppu voi olla ympäristöystävällinen, sähköntuotantotavasta riippuen.
Aurinkoenergian käyttö

Aurinkoenergia on saasteetonta. Aurinkoenergiaa voi hyödyntää kahdella tavalla, passiivisesti tai aktiivisesti.
Passiivinen aurinkoenergian käyttö tarkoittaa rakennuksen avaamista aurinkoiseen suuntaan. Rakennus imee säteilyenergiaa auringosta esimerkiksi suurten ikkunoiden ja absorboivien rakennusosien avulla, ja ulkovaippa suljetaan pohjoiseen ja itään päin.
Aktiivinen aurinkoenergian käyttö tarkoittaa aktiivisten teknisten laitteiden käyttöä, käytetään aurinkokeräimiä tai -paneeleita. Aurinkokeräimissä auringon säteilyenergia johdetaan nesteeseen, joka esimerkiksi lämmittää lämminvesivaraajaa. Aurinkopaneeleiden kennoissa säteily muutetaan suoraan sähköksi. Aurinkokennojen hyötysuhde on viime vuosina parantunut voimakkaasti.
Katso myös
Lämmönläpäisykerroin
Passiivitalo
Matalaenergiatalo
Olkipaalirakentaminen
Earthship
Lähteet
Erja Heino ja Pirjo Sundholm: Ekotalon rakennusaineet.
Rakennan ekotalon puusta
Pekka Leppänen: Säästävä pientalo.
Pekka Rytilä: Terve talo: Ekologinen ja terveellinen rakentaminen 1 & 2.
Aiheesta muualla
Kirjallisuutta
Citation error, replace with{{cite book| author = Tarja Häkkinen ja Maarit Kaipiainen| title = Ekologiset kriteerit rakennussuunnittelussa| publisher = Rakennustietosäätiö, Rakennustieto Oy| year = 1996| id = ISBN 951-682-428-5}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Asko Ahtiainen ja Pekka Leppänen| title = Ekologinen puutalo| publisher = Ympäristöministeriö ja Rakennustieto Oy| year = 1998| id = ISBN 951-682-533-8}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Tarja Häkkinen et al.| title = Ekotehokkaan rakennuksen suunnittelu| publisher = VTT Rakennustekniikka ja Rakennustieto Oy| year = 1999| id = ISBN 951-682-576-1}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Erkki Kokko| title = Hengittävä puukuiturakenne – Fysikaalinen toimintaperiaate ja vaikutukset sisäilmaan| publisher = Wood Focus Oy| year = 2002| id = ISBN 951-97377-7-4}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Johanna Saarivuo| title = Ekologinen rakennuttaminen: malli ja soveltaminen rakennushankkeissa| publisher = Suomen toimitila- ja rakennuttajaliitto RAKLI ry.| year = 1999| id = ISBN 951-682-564-8}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Pirjo Siipola| title = Kestävän kehityksen mukainen pientaloryhmä.| publisher = Oulun yliopisto| year = 2000| version = Lisensiaatintyö: Teknillinen tiedekunta, julkaisu A29| id = ISBN 951-42-5788-X}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Petri Neuvonen (toim.)| title = Rakentajan Ekotieto – Uudisrakentaminen| publisher = Rakennustieto Oy| year = 2000| id = ISBN 951-682-603-2}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Juhani Lillberg et al. (toim.kunta)| title = Ekologinen kokopuutalo| publisher = Meri-Lappi Instituutti| year = 2000| version = Kestävän kehityksen puutuotteiden ja rakentamisen kehittämishanke KE-KE}}
Internet-sivustoja


Luokka:Rakennustekniikka
Luokka:Ympäristötekniikka